Gweld yr anweledig: defnyddio gleiniau nano i wneud uwchlensys

Mae gleiniau nano o'n cwmpas ymhobman a gall rhai ddadlau eu bod yn cael eu defnyddio'n rhy aml mewn popeth o eli rhag haul i baent gwyn. Ond mae ffordd newydd o'u defnyddio yn datgelu bydoedd cudd.

Mae papur yn Science Advances (12 Awst) yn rhoi prawf o gysyniad newydd, gan ddefnyddio uwchlensys 3D solid newydd i dorri drwy raddfa pethau a oedd ond i'w gweld yn flaenorol drwy ficrosgop.  

Gan ddangos cryfder yr uwchlensys newydd, mae'r gwyddonwyr yn disgrifio gweld, am y tro cyntaf, y wybodaeth ei hun ar arwyneb DVD Blue Ray.  Nid yw'r wyneb sgleiniog hwnnw mor llyfn ag rydym yn ei ddychmygu.  Ni all microsgopau presennol weld yr hiciau sy'n cynnwys y data - ond nawr datgelir hyd yn oed y data ei hun. 

Dan arweiniad Dr Zengbo Wang ym Mhrifysgol Bangor a'r Athro Limin Wu ym Mhrifysgol Fudan, Tsiena, mae'r tîm wedi creu strwythurau lens bychain iawn tebyg i ddefnynnau ar yr arwyneb sydd i'w archwilio.  Mae'r rhain yn gweithredu fel lens ychwanegol i chwyddo nodweddion yr arwyneb a oedd anweledig o'r blaen i lens arferol.

Mae'r sfferau hyn, sydd wedi eu gwneud o filiynau o gleiniau nano, yn chwalu'r pelydryn goleuni.  Mae pob glain yn gwyro'r goleuni, gan weithredu fel pelydrau bychain unigol fel tortsh fechan.  Maint bychan iawn pob pelydryn o oleuni yw'r hyn sy'n goleuo'r arwyneb, gan ymestyn gallu cydrannol y microsgop i lefelau nas gwelwyd o'r blaen.  Mae'r uwchlens newydd yn ychwanegu chwyddiad bum gwaith yn fwy na'r hyn y gall microsgopau presennol ei gyflawni.

Ers dros ganrif mae gwyddonwyr wedi ymdrechu i ymestyn eglurder a manylder arferol microsgopau.  Mae deddfau ffisegol goleuni yn ei gwneud yn amhosibl i weld pethau llai na 200 nm - maint y bacteria lleiaf - drwy ddefnyddio microsgop arferol yn unig.  Fodd bynnag, uwchlensys fu'r nod newydd ers troad y mileniwm, gydag amrywiol labordai a thimau'n ymchwilio i wahanol fodelau a deunyddiau.

"Rydym wedi defnyddio nanoronynnau titaniwm deuocsid (TiO2) fel elfen adeiladu'r lens.  Mae'r nanoronynnau hyn yn gallu plygu goleuni i raddau mwy na dŵr.  Gellir ei egluro fel hyn. Pe bai'n bosibl rhoi llwy mewn cwpan o'r deunydd hwn, byddech yn gweld mwy o blyg lle mae eich llwy yn mynd i mewn i'r deunydd na phe byddech yn edrych ar yr un llwy mewn gwydr o ddŵr," eglurodd Dr Wang.

"Mae pob sffer yn plygu'r goleuni i faint mawr ac yn hollti'r pelydryn goleuni, gan greu miliynau o belydrau unigol o oleuni.  Y pelydrau bychain hyn sy'n ein galluogi i weld manylion nad oedd yn bosibl eu gweld o'r blaen."

Mae Wang yn credu y bydd yn hawdd efelychu'r canlyniadau ac y bydd labordai eraill yn mabwysiadu'r dechnoleg a'i defnyddio eu hunain yn fuan. 

Manteision y dechnoleg hon yw fod y deunydd, titaniwm deuocsid, yn rhad ac ar gael yn rhwydd ac, yn hytrach na phrynu microsgop newydd, rhoddir y lensys ar y deunydd y bwriedir edrych arno, yn hytrach nag ar y microsgop.

"Rydym eisoes wedi gweld manylion i lefel lawer uwch nag oedd yn bosibl o'r blaen.  Yr her nesaf yw addasu'r dechnoleg i'w defnyddio mewn bioleg a meddygaeth.  Bydd hynny'n golygu na fydd angen defnyddio, fel a wneir ar hyn o bryd, gyfuniad o liwurau a staeniau a golau laser - sy'n newid y samplau yr edrychir arnynt.  Defnyddir y lens newydd i weld germau a firysau nad oedd modd eu gweld o'r blaen."

Dyddiad cyhoeddi: 13 Awst 2016